火電機組優化運行的關鍵技術分析與研究

段曉宇

摘要：隨著我國經濟的高速發展，各種能源的消耗也越來越大，嚴峻的能源緊缺問題已經嚴重影響到了我國的經濟發展。火力發電廠設備龐大、系統復雜，在能源需求日益緊張的情況下，迫切需要采取措施優化機組的運行方式，實現最大限度的節能降耗。該廠在機組優化運行、節能降耗方面進行了諸多有益嘗試，取得了良好的經濟效益和社會效益。對該廠機組優化運行、節能提效的方法及效果進行了細致的技術分析。

關鍵詞：火電機組;運行;關鍵技術

1火電機組優化運行分析

能源供應日趨緊張化的背景下，火電廠更應該提高節能意識，強化能源管理工作，在保證正常運行的基礎上降低能源消耗，提高火電廠的經濟效益。如何有效運行火電機組，達成節能降耗目的已成為火電廠行業研究的重要課題。火電廠優化運行，指的是不增加新投入的基礎上，通過調整運行參數并改變運行方式的方法，提高能源利用率。火電廠的優化分成兩類，即單設備優化與全廠優化。前者通過優化單機的熱經濟性指標，后者則對全廠機組設備進行優化[1]。火電機組運行優化及節能研究，有助于降低火電廠運行成本。火電機組優化運行試驗內容，主要包括：調整鍋爐、調整汽輪機組與輔機、優化熱控系統等。

2火電機組優化運行關鍵技術

2.1低溫省煤器的使用

低溫省煤器的合理使用可以大大提高火電機組運行的效率。一般情況下，火電廠的工作環境較為較為復雜，高溫狀態極為普遍，因此，通常鍋爐排煙溫度都高于設定范圍，如果采用妥當的方式降低這一溫度，可以在很大程度上減少廢氣對于環境的污染，同時起到控制能耗的效果。在實踐中可以發現，多數鍋爐排煙溫度處于125～145℃之間，這就高于設計溫度約25～35℃左右，部分排煙溫度甚至會更高，這其中的溫度差造成了大量的能源消耗，也制造了額外的環境污染，因此，低溫省煤器的使用具有極高的必要性。經過分析可以看出，排煙熱損失與排煙溫度具有很大的關聯，排煙溫度提高10℃，排煙熱損失就提高0.6%-1.0%，也即增加煤耗1.2-2.4kg/kW·h，降低排煙溫度對于節能減排具有重要的實際意義。針對于這一情況，可以在火電機組尾部煙道上設置低溫省煤器，達到深度回收煙氣余熱、增加發電量、降低煤耗、節省脫硫水耗、保護煙囪的目的。我公司的低溫省煤器加裝在空預器與電除塵之間的煙道上，進水為七號低加進出口的凝結水，經過低低溫省煤器吸收煙氣余熱后進入六號低加，控制進入電除塵煙氣溫度在100℃，降低排煙溫度在15～25℃。既降低了排煙熱損失也提高了電除塵效率，從而實現節能減排的良好效果。

2.2汽缸安裝技術要點

（1）準確定位具體需要根據實際情況選擇合理的施工方式對氣缸進行定位，同時還應該做好監督調節，先定位、調節，同時做好外部應力的解除工作。具體還需要做好后續的氣缸扣蓋工作，有效預防變形以及氣缸中心的移動問題。

（2）質量檢查。汽輪設備與零部件安裝時，做好試驗隔板與氣缸間的連接，保證連接強度。并對各部位連接情況進行檢查，避免出現縫隙、錯位、漏洞等情況，保證安裝質量。

（3）安裝控制。汽輪機安裝時，要做好監督與檢查工作，避免不同零部件出現超過標準要求的縫隙，保證設備整體的氣密性，為后期汽輪機良好運行奠定基礎[2]。

（4）組裝質量。安裝過程中，對軸封加熱器系統嚴格控制，并做好疏水系統流通分析，同時做好介入軸封抽氣處理，提高汽輪機安裝質量。

2.3尾部煙道換熱器

電廠鍋爐尾部煙道因為吊彎和改變截面而導致煙道內含灰煙氣流的速率場與飛灰顆粒程度場分布不一致，引發煙道和換熱器的灰塵積壓、摩擦損壞以及換熱器的換熱不平衡等出現不足，對電廠的安全運行埋下了隱患。所以，探究鍋爐尾部煙道內流場的布局特質、尋求均流方案是迫在眉睫的。當前的CFD數值模擬方式構建了平直轉直立鍋爐尾部等截面彎道煙道計算模子，解析了其中的布局特質，并探究了入口煙氣速率、飛灰顆粒加載量界限條件以及彎曲比、截面高寬比煙道結構指數對煙道內流通特質的影響;構建了直立轉平直等截面彎道煙道的計算模子，并對照解析了2種彎曲轉向情勢下，煙道內飛灰濃度場的散布特質。在工程現實中，對2種常見的鍋爐末尾變截面彎道煙道進行了數值模擬，解析了煙道內的含灰煙氣流的速率場和飛灰度數場的散布狀況，尋求煙道內易灰塵積壓、轉換器摩擦損壞、換熱不均衡的區域;經過調節煙道構造和加裝導流板的方式，提升了異型彎道變截面煙道的煙氣速率、飛灰度數場的均流。

2.4凝汽設備節能措施

1）在保證設備正常運行的基礎上，最大程度降低接頭的數量，同時要嚴格控制并動態檢測閥門的密封性，通常可以采用焊接進行密閉性加固;2）及時檢測灌水檢漏系統的安裝情況，確保其符合規范化安裝標準，對于問題多發部位要特別采用灌水法進行檢查;3）選擇組合安裝的方式保障灌水檢漏系統的安裝性能，在安裝前保障隔板、不銹鋼管的清潔程度。

2.5直接空冷機組節能措施

在原有空冷系統主排汽管道上接出一根乏汽管道，引接到表面式凝汽器入口處，利用表面式凝汽器內循環水來冷凝分流出的汽輪機部分排汽，分擔原有空冷系統的散熱能力。在新增加的乏汽管道上設有膨脹節和閥門。在機組夏季背壓高時，打開閥門使一部分排汽流至凝汽器內進行冷卻，以緩解直冷凝汽器散熱的壓力，達到降低背壓的目的。冷凝后的循環水經過濕冷塔冷卻后由新增循環水泵輸送到表面式凝汽器中完成一個循環。分流出的排汽進入表面式凝汽器后凝結成水，通過自流接到排汽裝置中去，不再增設凝結水泵。

結語

在可持續發展的大背景，火力發電廠也必須探尋改革創新的新路徑。對于火電機組這一關鍵部門，要認識到傳統模式對于能源消耗及生態環境的消極影響，把握其工作特點，采用有效的應對手段，推動其工作效率的提升，為創設更加優質的經濟與生態效益打下良好基礎。

參考文獻

[1]李曉莉，王迪.基于多尺度灰色關聯的火電機組FCB運行參數分析[J].東北電力大學學報，2018，38（6）：55-61.

[2]胡艷.大型火電機組優化目標函數選取方法的研究與應用[D].華北電力大學，2017.